Файл: Усов С.В. Основы эксплуатации электрических станций конспект лекций.pdf

то

Отсюда допустимая длительность перегрузки генератора с косвенным охлаждением тДОпп при известной длительности Тдоп! заданной перегрузки (обычно двойной или полуторакрат­ ной) равна:

Так как допустимая длительность полуторакратной перегрузки для генераторов с косвенным охлаждением обмотки статора и ротора по ГОСТу составляет 2 минуты, то

Эта формула применима как для обмотки ротора, так и ста­ тора.

Для генераторов с непосредственным охлаждением учиты­ вают неравномерный подогрев охлаждающей среды в каналах стержней, а также увеличение постоянной времени нагрева. ГОСТ для турбогенераторов ТГВ, ТВВ и ТВМ устанавливает, длительность полуторакратной перегрузки не две, а одну, минуту. Поэтому для статоров турбогенераторов этих типов

135

Для роторов с непосредственным охлаждением допустимая длительность двукратной перегрузки установлена в 20 секунд, отсюда

Длительность двукратной перегрузки ротора турбогенератора 800 МВт предварительно установлена в 15 секунд, т. е.

Меньшая перегрузочная способность генераторов с непо­ средственным охлаждением по сравнению с генераторами кос­ венного охлаждения объясняется более высокими номиналь­ ными плотностями тока в их обмотках и неравномерностью нагрева обмотки при перегрузках из-за подогрева охлаждаю­ щей среды в каналах.

§ 36. Пусковые режимы

Включение мощных генераторов в сеть производится спо­ собом точной синхронизации, а в аварийных случаях разреша­ ется для всех типов машин, в том числе и с непосредственным охлаждением, применение способа самосинхронизации.

Способ точной синхронизации требует соблюдения ряда условий: отклонения напряжений генератора и сети по вели­ чине не более 5—8% и по углу не более 15°, отклонения ча­ стоты не более 0,1%. Подгонка напряжения и частоты гене­ ратора, как правило, занимает много времени, и поэтому в аварийных условиях, когда требуется быстрый ввод резервной мощности, разрешается применять способ самосинхронизации. При этом способе генератор, частота которого уравнивается с частотой сети лишь приблизительно, с точностью до 2%, вклю­ чается в сеть без возбуждения, после чего генератор возбуж­ дается и втягивается в синхронизм.

Скорость подъема напряжения генератора не ограничива­ ется, но нагрузка его повышается постепенно. В нормальных условиях скорость изменения нагрузки агрегата определяется

время первого нагружения скорость изменения реактивной на­ грузки, не связанная, вообще говоря, с изменением активной нагрузки, может оказаться весьма высокой. При этом измене­ ние токовой нагрузки генератора будет происходить также с очень высокой скоростью. Другой случай, когда возможны

136

такие быстрые изменения токовой нагрузки генератора, — это регулирование активной нагрузки, например в диапазоне 70— 100% мощности агрегата, когда генератор работает в пиковом режиме или регулирует частоту. В этих случаях возникает не­ обходимость дополнительного рассмотрения поведения обмо­ ток статора и ротора генератора, так как тепловые постоянные времени этих обмоток (в минутах) на порядок отличаются от тепловой постоянной времени активной стали генератора

(табл. 12).

П р и м е ч а н и е . Тепловая постоянная времени для активной стали т = 40 мим.

Вследствие различия тепловых постоянных стали и меди, резкие изменения нагрузки машины будут приводить к относи­ тельному перемещению стержней обмотки в пазах и могут вызвать механические повреждения изоляции, ее смятие или разрывы. Наиболее вероятны такие повреждения изоляции у обмоток регулирующих машин, часто меняющих свою на­ грузку.

Ввиду того что условия теплового расширения стержней

•обмоток статора и ротора существенно различаются, так как обмотка статора неподвижна, а обмотка ротора вращается, то их поведение в условиях быстрого нагревания и охлажде­ ния должно быть рассмотрено раздельно.

При увеличении нагрузки статора и тепловом удлинении ■стержней его обмотки одновременно происходит и деформа­ ция изоляционной оболочки, подвергающейся растягивающим усилиям.

В [18] подробно рассмотрен наиболее неблагоприятный слу­ чай внезапного повышения нагрузки статора машины с микалентной компаундированной изоляцией. Так как механические напряжения в материале изоляции зависят от скорости дефор­ мации (рис. 99), а из-за значительной силы сцепления медь и ■изоляция удлиняются одинаково, то для выяснения поведения изоляции в условиях переменной нагрузки достаточно устано­

137

вить скорость деформации стержня обмотки при повышении

Здесь скорость повышения температуры может быть опреде­ лена в предположении адиабатического нагрева по прибли­ женной формуле

Рис. 99

Принимая линейный коэффициент теплового расширения меди ем =16,5-10_6 мм/мм-град, находим выражение для скорости относительного удлинения стержня при плотности тока в нем, равной / А/мм2,

Отсюда скорость относительного удлинения стержня при вне­ запном приложении к нему полной токовой нагрузки с обыч­ ной для современных мощных машин номинальной плот­ ностью тока 5—7 А/мм2

v — = 0,125 — 0,250 ■10-3 мин-1 .

Ввиду того что возникающие при этих скоростях деформа­ ции напряжения растяжения не превосходят значений в 90— 100 кгс/см2, а разрушающие напряжения при этом больше

138